1.1、概述
城市轨道交通是一个种类繁多的大系统，各子系统相互关联，又相对独立，是运营指挥、企业管理、服务乘客和传递各种信息的网络平台。它是一个可靠、易扩充、组网灵活、并能传递语言、文字、数据、图像等各种信息的综合业务数字通信网。
其设计思路从以下几个方面进行考虑：
1、通用性强、可靠性高、组网灵活、易于扩充，并能传递语言、文字、数据、图像等各种信息的综合业务数字通信网；
2、考虑能简洁方便的与其他轨道交通线的通信网互联；
3、符合轨道交通通信网规划的全程全网要求；
4、在出现紧急情况时，系统能够迅速转变为应急通信系统，及时的为防灾、救援和事故指挥提供可靠的通信手段；
5、系统组网必须安全可靠，先进实用，经济合理，维护简单；
6、符合标准化（包括国家标准和ITU-T建议的标准）、数字化、智能化、模块化、小型化、环保化的技术发展方向。
1.2、系统方案
城市轨道交通通信系统包含以下子系统：传输系统、无线通信系统、公务电话通信系统、调度及专用电话通信系统、闭路电视监视系统、广播系统、乘客信息系统、时钟系统、办公数据网络及综合布线系统、集中监视告警系统、通信电源系统及接地系统等。
1.2.1、传输系统
传输系统是通信系统最重要的子系统，是连接行车调度指挥中心与车站、车站与车站之间信息传输的主要手段，是组建轨道交通通信网的基础和骨干，为通信系统各子系统以及列车控制（ATS）系统、电力监控（SCADA）系统、自动售检票系统（AFC）、主控系统（MCS）、办公自动化（OA）系统等系统提供语音、数据和图像信息的传输通道。业务类型通常有模拟用户、2M数字业务、宽音频广播业务、各种低速数据业务、图像业务、10/100 Mbit/s以太网业务等。
根据传输系统的功能、传输业务类型以及当前通信技术的发展，并结合城市轨道交通的传输系统具体要求，目前传输网络的技术主要有两种制式：基于SDH的MSTP制式和OTN制式。
1、基于SDH的MSTP制式。以SDH传输体制为基础，以宽带为开放平台，承载语音、数据、图像接入等多业务平台，多种业务在单台设备上接入、交叉、映射和传输。
其主要特点如下：
Ø具有国际统一的网络节点接口标准
Ø信号互通、传输、复用、交叉连接的功能
Ø标准化的信息结构等级（STM-1、STM-4、STM-16等）和块状帧结构
Ø丰富的开销比特有利于网络的维护管理
Ø具有统一的光接口，能够实现横向兼容，允许不同厂商的设备在光路上互通
Ø采用软件进行网络配置和控制，易于增加新功能和新特性，适于将来的不断发展
Ø组网灵活，网络结构和设备简单，可组成点对点、链形、环形等拓扑结构的网络
Ø扩容能力强，易于从155Mb/s升级至622Mb/s及更高速率
Ø通过与计入设备配合能够提供丰富的接口
Ø设备国产化程度高
Ø接入透传
Ø原有SDH基础上，增加宽带接口功能，实现数据业务的透明传输，IP/ATM捆绑成N*2M或直接映射进VC4，独占VC4通道，点对点透传，将各类的通讯信息传输在一个平台上，如话音、音频、数据、视频及LAN业务等
Ø交换汇聚：节点具有以太网/ATM二层交换功能，支持数据业务的汇聚
2、OTN制式。OTN是一种高速度、全透明、无阻塞的数字同步传输网，特别适用于封闭式专用传输网络。
其主要特点如下：
ØOTN网由中心控制设备、节点机和光纤组成，通过连接节点机的光纤构成环路
ØOTN是全透明的传输网，多用户（设备）的不同速率可同时传送
Ø可避免数据访问时间过长
Ø可执行对实时性要求较高的系统
ØOTN可提供丰富的接口，如话音、数据、图像、以太网等
Ø带宽分配灵活，所有的带宽分配由网管NCC完成
Ø网络修改简便，模块化结构易于扩展
Ø性能管理功能包括性能测试及性能分析功能
1.2.2、无线通信系统
无线通信系统为轨道交通内部固定工作人员与流动工作人员之间提供高效短信息和话音通信。系统为运营控制指挥中心的行车调度员、环境控制调度员、公安值班员、维修调度员等对列车司机、运营人员、维护人员和现场工作人员等无线用户分别实施无线通信；为车辆段值班员对段内的无线用户实施无线通信；以及相应的无线用户之间必要的无线通信。同时还具有相应的呼叫、广播、录音、存储、显示、检测和优先权等功能。系统以调度组为通信为主，同时还可实现用户间一对一的单独通信。系统可以传递数字信息，根据列车的需要实时的传递列车状态信息。
1、采用无线数字集群方式：系统通常由多基站的集群系统组成，主要设备包括控制中心设备（中心控制设备、调度操作控制台、系统网络管理终端）、车站（基站、基地台、直放站）、便携设备（车载台、便携电台、手持台）和配套设备（漏泄同轴电缆、天线）组成，中心控制设备到基站之间采用有线传输系统所提供的通道连接，基站到移动台之间采用无线连接，无线电波通过漏泄电缆和空间辐射传播。系统在正常运行时各基站由设置在中心的主控制器控制，当基站与控制中器失去联系时，以单站集群方式支持单站系统的正常运行。
2、无线通信系统以专用频道方式: 系统由控制中心（中心无线设备、调度操作控制台、系统网络管理终端）、车站（车站电台、固定台、直放站设备）、便携设备（车载台、便携电台、手持台）和配套设备（漏泄同轴电缆、天线）组成。
1.2.3、公务电话通信系统
为轨道交通管理部门、运营部门、维修部门提供一般公务联络（电话业务和非话业务），系统具备PSTN基本业务，具备各种新业务功能（热线、呼出限制、呼入限制、闹钟、呼叫等待、呼叫转移、缩位拨号、追查恶意呼叫、会议、ISDN），能够识别非话业务，并与无线系统连接，与当地公用电话网互联，可实现国内、国际长途通信；实现与市话局间的全自动呼入呼出，能够与当地119、120和110等特服业务相连，
系统主要由数字程控交换设备和电话终端设备组成，在控制中心、车辆段设置数字程控交换设备，在各车站设备程控交换机远端模块，各站电话业务通过远端交换模块接入。控制中心设置系统维护终端、测量台和计费终端等，用于公务电话系统的网络管理、话务测量和系统计费。
1.2.4、调度及专用电话通信系统
专用电话子系统是调度员和车站（车辆段）值班员指挥列车运行和指导设备操作的重要通信工具，是为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护提供指挥手段的专用通信系统。系统可为控制中心指挥人员，如行调、电调、环调等提供专用直达通信,并且具有单呼、组呼、全呼、紧急呼叫和录音等功能，同时可为站内各有关部门提供与车站值班员之间的直达通话，并且车站值班员可以呼叫相邻车站的车站值班员。
专用电话系统分控制中心主系统和站段分系统设备。
控制中心主系统设备包括数字程控调度机、调度台和调度分机。其中数字程控调度主机是专用电话系统的核心设备，可根据用户需求设置列车调度、电力调度、防灾环控调度等多个调度系统；同时设置行车值班调度台、电力调度和防灾环控调度台等；在控制中心设置网管系统实现专用电话系统的集中维护管理。
站段分系统设备包括站段分系统主机、站内直通电话、站间行车电话和轨旁电话机（区间电话）。站段分系统主机是各站段分系统的核心；站内直通电话提供车站（车辆段）值班员与本站作业人员之间的呼叫通话；站间行车电话实现车站（段）值班员与相邻车站值班员、联锁站值班员或车辆段值班员进行直接相邻通话；轨旁电话实现轨道交通有关作业人员在轨道区间与相邻站车站值班员进行通话。
1.2.5、闭路电视监视系统
闭路电视监视系统是调度员和车站值班员监视列车运行、掌握客流大小和流向、提高行车指挥透明度的辅助通信工具，是列车司机在车站停车后监视旅客上下车、掌握开关车门时间的重要手段。当车站发生灾情时，电视监视子系统可作为防灾调度员指挥抢险的指挥工具。系统由控制中心调度员行车监视，车站值班员客运管理监视，列车司机发车监视三部分构成。
控制中心：主要设备有彩色监视器、操作键盘、多媒体网络管理终端以及系统维护监视器、长时录象机、网络管理接口转换模块等设备组成。
车站系统构成：上行站台、下行站台、站厅3个区域，主要由彩色摄像机、监视器、视频分配放大器、画面分割插入器、车站视频矩阵切换控制设备、光纤传输设备的发送端等部分组成。
采用数字方式：在各车站，各电视监控摄象机视频信号通过同轴电缆将图像上传至本站控制室，控制信号通过双绞线实现对摄象机的控制。视频图像经过视频分配器、视频控制矩阵传送至车站控制室的监视器（本地监控用）和地铁通信统一传输平台后传送至控制中心（控制中心远程监控）；在控制中心和各车站均需设置视频编解码设备；利用轨道交通通信的传输平台，视频图像经过编解码设备，将模拟视音频信号转换为数字信号传输，通常采用M－JPEG和MPEG-2方式。
采用模拟方式：在各车站，各电视监控摄象机视频信号通过同轴电缆将图像上传至本站控制室，控制信号通过双绞线实现对摄象机的控制。视频图像经过视频分配器、视频控制矩阵传送至车站控制室的监视器（本地监控用）和视频复用光端机传送至控制中心（控制中心远程监控）；在控制中心和各车站均需设置视频光端机；各站图像的传送都需要占用单独的光纤，和轨道交通通信系统的传输平台独立。
城市轨道交通是一个种类繁多的大系统，各子系统相互关联，又相对独立，是运营指挥、企业管理、服务乘客和传递各种信息的网络平台。它是一个可靠、易扩充、组网灵活、并能传递语言、文字、数据、图像等各种信息的综合业务数字通信网。
其设计思路从以下几个方面进行考虑：
1、通用性强、可靠性高、组网灵活、易于扩充，并能传递语言、文字、数据、图像等各种信息的综合业务数字通信网；
2、考虑能简洁方便的与其他轨道交通线的通信网互联；
3、符合轨道交通通信网规划的全程全网要求；
4、在出现紧急情况时，系统能够迅速转变为应急通信系统，及时的为防灾、救援和事故指挥提供可靠的通信手段；
5、系统组网必须安全可靠，先进实用，经济合理，维护简单；
6、符合标准化（包括国家标准和ITU-T建议的标准）、数字化、智能化、模块化、小型化、环保化的技术发展方向。
1.2、系统方案
城市轨道交通通信系统包含以下子系统：传输系统、无线通信系统、公务电话通信系统、调度及专用电话通信系统、闭路电视监视系统、广播系统、乘客信息系统、时钟系统、办公数据网络及综合布线系统、集中监视告警系统、通信电源系统及接地系统等。
1.2.1、传输系统
传输系统是通信系统最重要的子系统，是连接行车调度指挥中心与车站、车站与车站之间信息传输的主要手段，是组建轨道交通通信网的基础和骨干，为通信系统各子系统以及列车控制（ATS）系统、电力监控（SCADA）系统、自动售检票系统（AFC）、主控系统（MCS）、办公自动化（OA）系统等系统提供语音、数据和图像信息的传输通道。业务类型通常有模拟用户、2M数字业务、宽音频广播业务、各种低速数据业务、图像业务、10/100 Mbit/s以太网业务等。
根据传输系统的功能、传输业务类型以及当前通信技术的发展，并结合城市轨道交通的传输系统具体要求，目前传输网络的技术主要有两种制式：基于SDH的MSTP制式和OTN制式。
1、基于SDH的MSTP制式。以SDH传输体制为基础，以宽带为开放平台，承载语音、数据、图像接入等多业务平台，多种业务在单台设备上接入、交叉、映射和传输。
其主要特点如下：
Ø具有国际统一的网络节点接口标准
Ø信号互通、传输、复用、交叉连接的功能
Ø标准化的信息结构等级（STM-1、STM-4、STM-16等）和块状帧结构
Ø丰富的开销比特有利于网络的维护管理
Ø具有统一的光接口，能够实现横向兼容，允许不同厂商的设备在光路上互通
Ø采用软件进行网络配置和控制，易于增加新功能和新特性，适于将来的不断发展
Ø组网灵活，网络结构和设备简单，可组成点对点、链形、环形等拓扑结构的网络
Ø扩容能力强，易于从155Mb/s升级至622Mb/s及更高速率
Ø通过与计入设备配合能够提供丰富的接口
Ø设备国产化程度高
Ø接入透传
Ø原有SDH基础上，增加宽带接口功能，实现数据业务的透明传输，IP/ATM捆绑成N*2M或直接映射进VC4，独占VC4通道，点对点透传，将各类的通讯信息传输在一个平台上，如话音、音频、数据、视频及LAN业务等
Ø交换汇聚：节点具有以太网/ATM二层交换功能，支持数据业务的汇聚
2、OTN制式。OTN是一种高速度、全透明、无阻塞的数字同步传输网，特别适用于封闭式专用传输网络。
其主要特点如下：
ØOTN网由中心控制设备、节点机和光纤组成，通过连接节点机的光纤构成环路
ØOTN是全透明的传输网，多用户（设备）的不同速率可同时传送
Ø可避免数据访问时间过长
Ø可执行对实时性要求较高的系统
ØOTN可提供丰富的接口，如话音、数据、图像、以太网等
Ø带宽分配灵活，所有的带宽分配由网管NCC完成
Ø网络修改简便，模块化结构易于扩展
Ø性能管理功能包括性能测试及性能分析功能
1.2.2、无线通信系统
无线通信系统为轨道交通内部固定工作人员与流动工作人员之间提供高效短信息和话音通信。系统为运营控制指挥中心的行车调度员、环境控制调度员、公安值班员、维修调度员等对列车司机、运营人员、维护人员和现场工作人员等无线用户分别实施无线通信；为车辆段值班员对段内的无线用户实施无线通信；以及相应的无线用户之间必要的无线通信。同时还具有相应的呼叫、广播、录音、存储、显示、检测和优先权等功能。系统以调度组为通信为主，同时还可实现用户间一对一的单独通信。系统可以传递数字信息，根据列车的需要实时的传递列车状态信息。
1、采用无线数字集群方式：系统通常由多基站的集群系统组成，主要设备包括控制中心设备（中心控制设备、调度操作控制台、系统网络管理终端）、车站（基站、基地台、直放站）、便携设备（车载台、便携电台、手持台）和配套设备（漏泄同轴电缆、天线）组成，中心控制设备到基站之间采用有线传输系统所提供的通道连接，基站到移动台之间采用无线连接，无线电波通过漏泄电缆和空间辐射传播。系统在正常运行时各基站由设置在中心的主控制器控制，当基站与控制中器失去联系时，以单站集群方式支持单站系统的正常运行。
2、无线通信系统以专用频道方式: 系统由控制中心（中心无线设备、调度操作控制台、系统网络管理终端）、车站（车站电台、固定台、直放站设备）、便携设备（车载台、便携电台、手持台）和配套设备（漏泄同轴电缆、天线）组成。
1.2.3、公务电话通信系统
为轨道交通管理部门、运营部门、维修部门提供一般公务联络（电话业务和非话业务），系统具备PSTN基本业务，具备各种新业务功能（热线、呼出限制、呼入限制、闹钟、呼叫等待、呼叫转移、缩位拨号、追查恶意呼叫、会议、ISDN），能够识别非话业务，并与无线系统连接，与当地公用电话网互联，可实现国内、国际长途通信；实现与市话局间的全自动呼入呼出，能够与当地119、120和110等特服业务相连，
系统主要由数字程控交换设备和电话终端设备组成，在控制中心、车辆段设置数字程控交换设备，在各车站设备程控交换机远端模块，各站电话业务通过远端交换模块接入。控制中心设置系统维护终端、测量台和计费终端等，用于公务电话系统的网络管理、话务测量和系统计费。
1.2.4、调度及专用电话通信系统
专用电话子系统是调度员和车站（车辆段）值班员指挥列车运行和指导设备操作的重要通信工具，是为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护提供指挥手段的专用通信系统。系统可为控制中心指挥人员，如行调、电调、环调等提供专用直达通信,并且具有单呼、组呼、全呼、紧急呼叫和录音等功能，同时可为站内各有关部门提供与车站值班员之间的直达通话，并且车站值班员可以呼叫相邻车站的车站值班员。
专用电话系统分控制中心主系统和站段分系统设备。
控制中心主系统设备包括数字程控调度机、调度台和调度分机。其中数字程控调度主机是专用电话系统的核心设备，可根据用户需求设置列车调度、电力调度、防灾环控调度等多个调度系统；同时设置行车值班调度台、电力调度和防灾环控调度台等；在控制中心设置网管系统实现专用电话系统的集中维护管理。
站段分系统设备包括站段分系统主机、站内直通电话、站间行车电话和轨旁电话机（区间电话）。站段分系统主机是各站段分系统的核心；站内直通电话提供车站（车辆段）值班员与本站作业人员之间的呼叫通话；站间行车电话实现车站（段）值班员与相邻车站值班员、联锁站值班员或车辆段值班员进行直接相邻通话；轨旁电话实现轨道交通有关作业人员在轨道区间与相邻站车站值班员进行通话。
1.2.5、闭路电视监视系统
闭路电视监视系统是调度员和车站值班员监视列车运行、掌握客流大小和流向、提高行车指挥透明度的辅助通信工具，是列车司机在车站停车后监视旅客上下车、掌握开关车门时间的重要手段。当车站发生灾情时，电视监视子系统可作为防灾调度员指挥抢险的指挥工具。系统由控制中心调度员行车监视，车站值班员客运管理监视，列车司机发车监视三部分构成。
控制中心：主要设备有彩色监视器、操作键盘、多媒体网络管理终端以及系统维护监视器、长时录象机、网络管理接口转换模块等设备组成。
车站系统构成：上行站台、下行站台、站厅3个区域，主要由彩色摄像机、监视器、视频分配放大器、画面分割插入器、车站视频矩阵切换控制设备、光纤传输设备的发送端等部分组成。
采用数字方式：在各车站，各电视监控摄象机视频信号通过同轴电缆将图像上传至本站控制室，控制信号通过双绞线实现对摄象机的控制。视频图像经过视频分配器、视频控制矩阵传送至车站控制室的监视器（本地监控用）和地铁通信统一传输平台后传送至控制中心（控制中心远程监控）；在控制中心和各车站均需设置视频编解码设备；利用轨道交通通信的传输平台，视频图像经过编解码设备，将模拟视音频信号转换为数字信号传输，通常采用M－JPEG和MPEG-2方式。
采用模拟方式：在各车站，各电视监控摄象机视频信号通过同轴电缆将图像上传至本站控制室，控制信号通过双绞线实现对摄象机的控制。视频图像经过视频分配器、视频控制矩阵传送至车站控制室的监视器（本地监控用）和视频复用光端机传送至控制中心（控制中心远程监控）；在控制中心和各车站均需设置视频光端机；各站图像的传送都需要占用单独的光纤，和轨道交通通信系统的传输平台独立。
